JP2871096B2 - 流入型のコリオリ効果質量流量計 - Google Patents
流入型のコリオリ効果質量流量計Info
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、コリオリ効果質量流量計に関する。より詳
細には、本発明は、大きな導管の中に挿入された小さな
流管の中の物質の流れを測定することにより、大きな導
管の中の物質の流れに関する質量流量の情報を発生する
ための、方法及び装置に関する。
細には、本発明は、大きな導管の中に挿入された小さな
流管の中の物質の流れを測定することにより、大きな導
管の中の物質の流れに関する質量流量の情報を発生する
ための、方法及び装置に関する。
問題点の説明 コリオリ流量計は、導管を通る物質の流れの速度を直
接測定する。米国特許第4,491,025号（1985年１月１日
にJ.E.Smith外に発行され、以下においては、米国特許
第4,491,025号と称する）、及び、米国再発行特許第31,
450号（1982年２月11日にJ.E.Smithに発行され、以下に
おいては、米国再発行特許第31,450号と称する）の如き
従来技術に開示されるように、上述の流量計は、直線的
な又は曲がった１又はそれ以上の流管を有している。コ
リオリ質量流量計の各々の流管の形態は、一式の固有振
動モードを有しており、これら固有振動モードは、単純
な曲げ、ねじれ、又は、結合型とすることができる。流
入側の隣接する配管から流量計の中へ入る流体の流れ
は、流管又は管へ導かれ、流量計の流出側を通って流量
計から出る。流体が充満した振動系の固有振動モード
は、流管及び流管の中の流体の複合された質量によっ
て、部分的に決定される。各々の流管は、上記固有モー
ドの１つにおいて共鳴振動するように励起される。
接測定する。米国特許第4,491,025号（1985年１月１日
にJ.E.Smith外に発行され、以下においては、米国特許
第4,491,025号と称する）、及び、米国再発行特許第31,
450号（1982年２月11日にJ.E.Smithに発行され、以下に
おいては、米国再発行特許第31,450号と称する）の如き
従来技術に開示されるように、上述の流量計は、直線的
な又は曲がった１又はそれ以上の流管を有している。コ
リオリ質量流量計の各々の流管の形態は、一式の固有振
動モードを有しており、これら固有振動モードは、単純
な曲げ、ねじれ、又は、結合型とすることができる。流
入側の隣接する配管から流量計の中へ入る流体の流れ
は、流管又は管へ導かれ、流量計の流出側を通って流量
計から出る。流体が充満した振動系の固有振動モード
は、流管及び流管の中の流体の複合された質量によっ
て、部分的に決定される。各々の流管は、上記固有モー
ドの１つにおいて共鳴振動するように励起される。
流量計を通る流れがない場合には、流管に沿う総ての
点は、同一の位相で振動する。流体が流れ始めると、コ
リオリの加速度によって、流管に沿う各々の点が、異な
る位相を有するようになる。流管の流入側の位相は、ド
ライバから遅れ、一方、流出側は、ドライバよりも進
む。センサを流管上に設けて、流管の運動を表す正弦波
信号を発生させることができる。２つのセンサ信号の間
の位相差は、流管を通る流体の質量流量に比例する。こ
の測定を複雑にする要因は、代表的なプロセス流体の密
度が変動することである。密度の変化は、固有モードの
周波数を変動させる。流量計の制御装置は、共鳴を維持
するので、これに応じて振動周波数が変化する。この状
態における質量流量は、位相差と振動周波数の比に比例
する。
点は、同一の位相で振動する。流体が流れ始めると、コ
リオリの加速度によって、流管に沿う各々の点が、異な
る位相を有するようになる。流管の流入側の位相は、ド
ライバから遅れ、一方、流出側は、ドライバよりも進
む。センサを流管上に設けて、流管の運動を表す正弦波
信号を発生させることができる。２つのセンサ信号の間
の位相差は、流管を通る流体の質量流量に比例する。こ
の測定を複雑にする要因は、代表的なプロセス流体の密
度が変動することである。密度の変化は、固有モードの
周波数を変動させる。流量計の制御装置は、共鳴を維持
するので、これに応じて振動周波数が変化する。この状
態における質量流量は、位相差と振動周波数の比に比例
する。
米国再発行特許第31,450号は、位相差及び振動周波数
の両方を測定する必要性を排除したコリオリ流量計を開
示している。位相差は、２つの正弦波信号の平面交差の
間の時間遅れを測定することによって、決定される。こ
の方法を用いた場合には、振動周波数の変動が相殺さ
れ、質量流量は、測定された時間遅れに比例する。この
測定方法は、以下において、時間遅れ測定と称する。
の両方を測定する必要性を排除したコリオリ流量計を開
示している。位相差は、２つの正弦波信号の平面交差の
間の時間遅れを測定することによって、決定される。こ
の方法を用いた場合には、振動周波数の変動が相殺さ
れ、質量流量は、測定された時間遅れに比例する。この
測定方法は、以下において、時間遅れ測定と称する。
Smithの米国特許を含む従来技術においては、流管は
剛性でなければならない。流管の壁部は、圧力及び曲げ
応力を許容値まで維持するに十分なように厚くされてい
る。この要件は望ましくなく、その理由は、厚い壁部
が、コリオリ流量計の感度を低下させるからである。ま
た、流管は、過度の制限すなわち圧力降下を生ずること
なく、供給導管の総ての流れを搬送するように、十分に
大きくなければならない。大規模なパイプラインにおい
て代表的な流れに関しては、そのような流れは、流量計
の寸法及びコストを実用的ではないものにする。また、
流管を、メイン導管の中で直接作動させるのではなく、
バイパスラインの中で作動させる、測定技術を用いるこ
とも、実用的ではない。その理由は、メインの流路の中
の流量に関係無く、バイパスの流れをメインの流れに対
して厳密に同じ比率に維持する条件を作り出すことは困
難であるからである。そのような条件は、メイン導管の
中の流量を計算する際に、バイパスの流量だけを測定す
るために存在しなければならないことになる。
剛性でなければならない。流管の壁部は、圧力及び曲げ
応力を許容値まで維持するに十分なように厚くされてい
る。この要件は望ましくなく、その理由は、厚い壁部
が、コリオリ流量計の感度を低下させるからである。ま
た、流管は、過度の制限すなわち圧力降下を生ずること
なく、供給導管の総ての流れを搬送するように、十分に
大きくなければならない。大規模なパイプラインにおい
て代表的な流れに関しては、そのような流れは、流量計
の寸法及びコストを実用的ではないものにする。また、
流管を、メイン導管の中で直接作動させるのではなく、
バイパスラインの中で作動させる、測定技術を用いるこ
とも、実用的ではない。その理由は、メインの流路の中
の流量に関係無く、バイパスの流れをメインの流れに対
して厳密に同じ比率に維持する条件を作り出すことは困
難であるからである。そのような条件は、メイン導管の
中の流量を計算する際に、バイパスの流量だけを測定す
るために存在しなければならないことになる。
英国特許第2071748号（GB−Ａ−2071848）は、その図
６に、非コリオリ型の質量流量計を開示しており、該質
量流量計は、薄肉の内側管31を備えており、該内側管
は、この内側管31よりも若干大きな流管32の中で振動さ
れる。シリンダ31の中を流れる流体の振動は、たわみ波
が、内側のシリンダ31の壁部の中で円周方向に移動させ
る。導管32は、圧力の影響を受ける機構である。
６に、非コリオリ型の質量流量計を開示しており、該質
量流量計は、薄肉の内側管31を備えており、該内側管
は、この内側管31よりも若干大きな流管32の中で振動さ
れる。シリンダ31の中を流れる流体の振動は、たわみ波
が、内側のシリンダ31の壁部の中で円周方向に移動させ
る。導管32は、圧力の影響を受ける機構である。
欧州特許第0415129号（EP−Ａ−0415129）は、シェル
13の中に設けられた単一の流管を開示しており、上記シ
ェルは、外側導管を含まず、また、その中に流管を有し
ていない。流管１は、軸線Ｙの周囲で枢動し、センサ12
によって検知されるコリオリ運動を発生する。上記欧州
特許の第５欄の19行乃至30行には、流管１を大きな直径
の管の中に浸漬できることが示唆されている。
13の中に設けられた単一の流管を開示しており、上記シ
ェルは、外側導管を含まず、また、その中に流管を有し
ていない。流管１は、軸線Ｙの周囲で枢動し、センサ12
によって検知されるコリオリ運動を発生する。上記欧州
特許の第５欄の19行乃至30行には、流管１を大きな直径
の管の中に浸漬できることが示唆されている。
米国特許第3927565号（US−Ｓ−3927565）は、その図
１の軸線Ｙの周囲で枢動可能な流管から成る、コリオリ
構造を開示している。上記流管は、上記軸線の周囲で枢
動して振動し、物質が流れる際に、流管のコリオリ変位
を発生する。この変位は、測定され、上記流管を通って
流れる物質の質量流量を決定するために使用される。
１の軸線Ｙの周囲で枢動可能な流管から成る、コリオリ
構造を開示している。上記流管は、上記軸線の周囲で枢
動して振動し、物質が流れる際に、流管のコリオリ変位
を発生する。この変位は、測定され、上記流管を通って
流れる物質の質量流量を決定するために使用される。
現在使用可能なコリオリ流量測定装置の他の問題は、
気体の用途に対する用途が限定されていることである。
気体は、液体よりも密度が小さく、従って、同じ流量速
度においては、小さなコリオリの力が発生する。この条
件は、より感度の高い流量計を必要とする。さもなけれ
ば、流量速度が、同じコリオリの加速度を得るまで増大
した場合に、通常の感度を有する流量計を用いることが
できる。不運にして、そのような場合には、流量計の感
度は一定にはならない。
気体の用途に対する用途が限定されていることである。
気体は、液体よりも密度が小さく、従って、同じ流量速
度においては、小さなコリオリの力が発生する。この条
件は、より感度の高い流量計を必要とする。さもなけれ
ば、流量速度が、同じコリオリの加速度を得るまで増大
した場合に、通常の感度を有する流量計を用いることが
できる。不運にして、そのような場合には、流量計の感
度は一定にはならない。
解決手段 本発明は、導管を通る物質の質量流量を測定するため
の方法及び装置を提供することにより、上記の問題を解
消し、当該技術における前進を図る。本発明によれば、
静止型の長手方向の中央軸線を有する静止型の大きな導
管の中の物質の流れに関する質量流量情報は、上記導管
の中に比較的小さな流管を挿入することにより、発生さ
れ、上記導管は、少なくとも数倍の十分に大きな断面積
を有している。上記比較的小さな流管は、ドライバによ
って、その自然（共鳴）周波数で横方向に振動され、上
記流管が横方向に振動される際に、該流管の内側及び外
側の物質の流れによって生ずるコリオリの加速度を発生
することにより、コリオリ効果質量流量計として作動す
る。そのようなコリオリの加速度は、追加のものであ
り、極めて感度の高い流量計を形成する。上記流管の中
間部分に取り付けることのできるドライバは、該導管の
静止型の長手方向の軸線に関して、流管をその共鳴周波
数で、横方向に振動させる。上記流管に関連してセンサ
が設けられ、流管の横方向の変位を検知すると共に、流
管の中の物質の流れに関する質量流量情報を発生する。
小さな流管の中の流量に対する導管の中の全流量の比
は、一定であり決定することができる。挿入された流量
計の出力情報は、大きな導管を通る物質の流れに対する
小さな流管を通る流れに従って調節され、大きな導管に
関する正確な質量流量情報を誘導する。
の方法及び装置を提供することにより、上記の問題を解
消し、当該技術における前進を図る。本発明によれば、
静止型の長手方向の中央軸線を有する静止型の大きな導
管の中の物質の流れに関する質量流量情報は、上記導管
の中に比較的小さな流管を挿入することにより、発生さ
れ、上記導管は、少なくとも数倍の十分に大きな断面積
を有している。上記比較的小さな流管は、ドライバによ
って、その自然（共鳴）周波数で横方向に振動され、上
記流管が横方向に振動される際に、該流管の内側及び外
側の物質の流れによって生ずるコリオリの加速度を発生
することにより、コリオリ効果質量流量計として作動す
る。そのようなコリオリの加速度は、追加のものであ
り、極めて感度の高い流量計を形成する。上記流管の中
間部分に取り付けることのできるドライバは、該導管の
静止型の長手方向の軸線に関して、流管をその共鳴周波
数で、横方向に振動させる。上記流管に関連してセンサ
が設けられ、流管の横方向の変位を検知すると共に、流
管の中の物質の流れに関する質量流量情報を発生する。
小さな流管の中の流量に対する導管の中の全流量の比
は、一定であり決定することができる。挿入された流量
計の出力情報は、大きな導管を通る物質の流れに対する
小さな流管を通る流れに従って調節され、大きな導管に
関する正確な質量流量情報を誘導する。
大きな導管の中に挿入された小さな流管を使用するこ
とにより、従来技術のコリオリ流量計に関する上述の問
題が解決される。大きな導管の中を流れる物質の中に小
さな流管を挿入することにより、差圧の問題が解消され
るが、その理由は、物質が上記導管の中を流れる際に
は、挿入された流管の内側面及び外側面が、同じ圧力で
あるからである。上記差圧の問題を解消することによ
り、上記小さな流管は、そのような流管の外側が大気圧
である場合に比較して、より薄く且つより剛性が低い材
料から形成することができる。より薄く且つより可撓性
を有する流管は、有効なコリオリの力を発生させるため
には、より適している。また、流量を測定するための比
較的大きく且つ高価な構造を設けて、導管の中の流れを
阻害する必要がない。ここに開示する挿入型のコリオリ
質量流量計は、現在入手可能な最も大きなコリオリ質量
流量計によって経済的に保守することができない最大級
のパイプ寸法（約203mm（８インチ）あるいはそれ以上
のパイプ直径）に対して、実用的になる。
とにより、従来技術のコリオリ流量計に関する上述の問
題が解決される。大きな導管の中を流れる物質の中に小
さな流管を挿入することにより、差圧の問題が解消され
るが、その理由は、物質が上記導管の中を流れる際に
は、挿入された流管の内側面及び外側面が、同じ圧力で
あるからである。上記差圧の問題を解消することによ
り、上記小さな流管は、そのような流管の外側が大気圧
である場合に比較して、より薄く且つより剛性が低い材
料から形成することができる。より薄く且つより可撓性
を有する流管は、有効なコリオリの力を発生させるため
には、より適している。また、流量を測定するための比
較的大きく且つ高価な構造を設けて、導管の中の流れを
阻害する必要がない。ここに開示する挿入型のコリオリ
質量流量計は、現在入手可能な最も大きなコリオリ質量
流量計によって経済的に保守することができない最大級
のパイプ寸法（約203mm（８インチ）あるいはそれ以上
のパイプ直径）に対して、実用的になる。
小さな流管を導管の中の物質の流れの中に挿入するこ
とにより、流管の総ての部分が、同じ温度になるので、
すなわち、導管の中の物質の流れの温度と同じ温度にな
るので、管の長さに沿う上述の温度差の問題が解消され
る。その結果、この挿入された流管を用いる直管に関す
る質量流量の測定は、従来よりも簡単である。
とにより、流管の総ての部分が、同じ温度になるので、
すなわち、導管の中の物質の流れの温度と同じ温度にな
るので、管の長さに沿う上述の温度差の問題が解消され
る。その結果、この挿入された流管を用いる直管に関す
る質量流量の測定は、従来よりも簡単である。
上述のように、より薄く且つより可撓性を有する材料
を流管の壁部として用いることにより、より効率的なコ
リオリ効果流量計が提供されるが、その理由は、そのよ
うなより可撓性を有する材料は、与えられた励起信号に
応答して、より大きなコリオリ効果を流管に生ずるから
である。この増大された感度は、気体の如き、より密度
の低い媒体の質量流量の測定に、そのような流管を使用
することをより適したものとする。
を流管の壁部として用いることにより、より効率的なコ
リオリ効果流量計が提供されるが、その理由は、そのよ
うなより可撓性を有する材料は、与えられた励起信号に
応答して、より大きなコリオリ効果を流管に生ずるから
である。この増大された感度は、気体の如き、より密度
の低い媒体の質量流量の測定に、そのような流管を使用
することをより適したものとする。
流管は、レイノルズ数が乱流を示す位置であれば、流
量測定を行う導管の中のどのような箇所にも設けること
ができる。しかしながら、導管の中の流れが層流である
場合（レイノルズ数が4,000よりも小さい場合）には、
最も良い精度を得るために、流管は、その大きな導管の
幾何学的な中心に置くべきである。
量測定を行う導管の中のどのような箇所にも設けること
ができる。しかしながら、導管の中の流れが層流である
場合（レイノルズ数が4,000よりも小さい場合）には、
最も良い精度を得るために、流管は、その大きな導管の
幾何学的な中心に置くべきである。
第１の可能な好ましい実施例においては、大きな導管
の中に置かれた流管は、カバーによって包囲され、該カ
バーは、流管の外側が、導管の中を流れる物質と接触し
ないように隔離する。圧力制御装置が、カバーの中に十
分な空気圧を供給し、これにより、流管の外側面は、流
管及び導管の中を流れる物質の圧力と実質的に同じ圧力
になる。従って、流管の両側は、同じ圧力、すなわち、
導管の中の物質の圧力と同じ圧力に維持される。また、
流管の壁部は、比較的薄く、従って、感度の高い質量流
量計がもたらされる。
の中に置かれた流管は、カバーによって包囲され、該カ
バーは、流管の外側が、導管の中を流れる物質と接触し
ないように隔離する。圧力制御装置が、カバーの中に十
分な空気圧を供給し、これにより、流管の外側面は、流
管及び導管の中を流れる物質の圧力と実質的に同じ圧力
になる。従って、流管の両側は、同じ圧力、すなわち、
導管の中の物質の圧力と同じ圧力に維持される。また、
流管の壁部は、比較的薄く、従って、感度の高い質量流
量計がもたらされる。
本発明の他の可能性のある実施例によれば、小さな直
径の流管が、大きな導管の中に挿入され、上記流管の中
央部だけが、磁気歪ドライバによって支持される。セン
サが設けられる流管の両端部は、支持されない。センサ
は、ドライバによって与えられる横方向の運動、及び、
流管の内側及び外側の物質の流れの複合的な効果によっ
て発生するコリオリの加速度から生ずる流管の運動を検
知する。
径の流管が、大きな導管の中に挿入され、上記流管の中
央部だけが、磁気歪ドライバによって支持される。セン
サが設けられる流管の両端部は、支持されない。センサ
は、ドライバによって与えられる横方向の運動、及び、
流管の内側及び外側の物質の流れの複合的な効果によっ
て発生するコリオリの加速度から生ずる流管の運動を検
知する。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の好ましい実施例の一例の側方断面図
であり、 図２は、図１の実施例の線２−２に沿って取った、端
面の断面図であり、 図３は、流管を通る物質の流れのコリオリの効果によ
って変化する、流管の種々の形状を示しており、 図４は、低粘性物質の質量流量の測定に適した、本発
明の好ましい実施例の別の例の側方断面図であり、 図５は、図４の実施例の線５−５に沿って取った、端
面の断面図であり、 図６は、流れプロフィールの変更を許容するように変
形した図１の導管を示しており、 図７は、物質の流れを増大するように図１の流管を変
形した変形例を示しており、 図８は、流管の中の物質の流れのコリオリ効果によっ
て変化する際に、図４の流管が取る種々の形状を示して
いる。
であり、 図２は、図１の実施例の線２−２に沿って取った、端
面の断面図であり、 図３は、流管を通る物質の流れのコリオリの効果によ
って変化する、流管の種々の形状を示しており、 図４は、低粘性物質の質量流量の測定に適した、本発
明の好ましい実施例の別の例の側方断面図であり、 図５は、図４の実施例の線５−５に沿って取った、端
面の断面図であり、 図６は、流れプロフィールの変更を許容するように変
形した図１の導管を示しており、 図７は、物質の流れを増大するように図１の流管を変
形した変形例を示しており、 図８は、流管の中の物質の流れのコリオリ効果によっ
て変化する際に、図４の流管が取る種々の形状を示して
いる。
詳細な説明 図１及び図２は、導管101を示しており、この導管
は、該導管の中に設けられた、流管104有しており、上
記流管の長手方向の軸線は、上記導管の長手方向の軸線
に対して平行である。流管104は、カバー103によって包
囲されている。流管104の両端部は、サポート構造105の
一部である、サポート要素119、120に取り付けられてい
る。ドライバすなわち励振器121が、流管104の中央部分
に関連して設けられている。ドライバ121は、流管104の
中央部分に取り付けられた磁石121Aと、サポート構造10
5に取り付けられた励起コイル121Bとを備えている。励
起コイル121Bは、ケーブル123の経路すなわちパス117を
介して、励起回路125からの励起電流によって励起され
て、流管104に対して、横方向の振動を与える。磁石113
A及び感知コイル113Bを備える左側のセンサ、並びに、
磁石112A及び感知コイル112Bを備える右側のセンサが、
流管104に関連して、ドライバ121の左側及び右側にそれ
ぞれ設けられている。磁石112A及び113Aは、流管104に
取り付けられている。感知コイル112B及び113Aは、サポ
ート構造105に取り付けられている。
は、該導管の中に設けられた、流管104有しており、上
記流管の長手方向の軸線は、上記導管の長手方向の軸線
に対して平行である。流管104は、カバー103によって包
囲されている。流管104の両端部は、サポート構造105の
一部である、サポート要素119、120に取り付けられてい
る。ドライバすなわち励振器121が、流管104の中央部分
に関連して設けられている。ドライバ121は、流管104の
中央部分に取り付けられた磁石121Aと、サポート構造10
5に取り付けられた励起コイル121Bとを備えている。励
起コイル121Bは、ケーブル123の経路すなわちパス117を
介して、励起回路125からの励起電流によって励起され
て、流管104に対して、横方向の振動を与える。磁石113
A及び感知コイル113Bを備える左側のセンサ、並びに、
磁石112A及び感知コイル112Bを備える右側のセンサが、
流管104に関連して、ドライバ121の左側及び右側にそれ
ぞれ設けられている。磁石112A及び113Aは、流管104に
取り付けられている。感知コイル112B及び113Aは、サポ
ート構造105に取り付けられている。
導管101の下面には、Ｔ字型の分岐部が取り付けられ
ており、該分岐部は、流管104を収容するための、管部
分122及び接続フランジ106と、流管カバー及びその関連
するサポート構造105を含む、関連する装置とを備えて
いる。
ており、該分岐部は、流管104を収容するための、管部
分122及び接続フランジ106と、流管カバー及びその関連
するサポート構造105を含む、関連する装置とを備えて
いる。
流量計のサポート構造105は、流量計のベースフラン
ジ107を備えている。流管104の両端部は、流量計のサポ
ート構造105のサポート要素119、120に取り付けられて
おり、これらサポート要素は、流管104の両端部を常に
静止した状態で保持するに十分な、剛性を有している。
ジ107を備えている。流管104の両端部は、流量計のサポ
ート構造105のサポート要素119、120に取り付けられて
おり、これらサポート要素は、流管104の両端部を常に
静止した状態で保持するに十分な、剛性を有している。
サポート要素119、120の間の、流管の部分は、励起コ
イル121Bの励起に応答して、横方向に振動する。コイル
113B、112Bは、流管の横方向の振動の速度を感知する。
流管の中を物質が全く流れていない場合には、上記セン
サの出力信号は、同一である。流管が振動している時
に、該流管の中を物質が流れると、センサ113Bの出力
は、センサ112Bの出力と同一であるが、センサ113Bから
の信号には、小さな位相遅れがあり、センサ112Bからの
信号には、小さな位置進みがある。これらの位相変化
は、コリオリの加速度に起因するものであり、全位相差
は、流管104の内側の質量流量に比例する。流管104の外
側の質量流量は、カバー103があるために、感知されな
い。
イル121Bの励起に応答して、横方向に振動する。コイル
113B、112Bは、流管の横方向の振動の速度を感知する。
流管の中を物質が全く流れていない場合には、上記セン
サの出力信号は、同一である。流管が振動している時
に、該流管の中を物質が流れると、センサ113Bの出力
は、センサ112Bの出力と同一であるが、センサ113Bから
の信号には、小さな位相遅れがあり、センサ112Bからの
信号には、小さな位置進みがある。これらの位相変化
は、コリオリの加速度に起因するものであり、全位相差
は、流管104の内側の質量流量に比例する。流管104の外
側の質量流量は、カバー103があるために、感知されな
い。
サポート要素119、120の間の、流管の部分は、励起コ
イル121Bの励起に応答して、横方向に振動する。コイル
113B、112Bは、流管の横方向の振動の速度を感知する。
流管の中を物質が全く流れていない場合には、上記セン
サの出力信号は、同一である。流管が振動している時
に、該流管の中を物質が流れると、センサ113Bの出力
は、センサ112Bの出力と同一であるが、センサ113Bから
の信号には、小さな位相遅れがあり、センサ112Bからの
信号には、小さな位置進みがある。これらの位相変化
は、コリオリの加速度に起因するものであり、全位相差
は、流管104の内側の質量流量に比例する。流管104の外
側の質量流量は、カバー103があるために、感知されな
い。
イル121Bの励起に応答して、横方向に振動する。コイル
113B、112Bは、流管の横方向の振動の速度を感知する。
流管の中を物質が全く流れていない場合には、上記セン
サの出力信号は、同一である。流管が振動している時
に、該流管の中を物質が流れると、センサ113Bの出力
は、センサ112Bの出力と同一であるが、センサ113Bから
の信号には、小さな位相遅れがあり、センサ112Bからの
信号には、小さな位置進みがある。これらの位相変化
は、コリオリの加速度に起因するものであり、全位相差
は、流管104の内側の質量流量に比例する。流管104の外
側の質量流量は、カバー103があるために、感知されな
い。
図３は、流管104がドライバ121によって、その基本周
波数で振動されている時の、該流管の振動パターンと、
コリオリの力が発生した結果として流管が示す、振動パ
ターンとを示している。上方部分301A、及び、下方部分
301Bを有するパターン301は、ゼロ流量状態に関して、
ドライバ121によって流管104に与えられる振動の運動を
示している。パターン302及び303は、ドライバ121、及
び、発生したコリオリの力の複合効果により発生する、
振動パターンを示している。パターン302は、上方部分3
02A、及び、下方部分302Bを有している。パターン303
は、上方部分303A及び下方部分303Bを有している。発生
したコリオリの力は、流管の撓みの形状を、一連のパタ
ーン303A、302B、303B及び302A..によって表される右側
の範囲の間で変動させる。図３のパターンは、その理解
を容易にするために、誇張した形態で示されている。
波数で振動されている時の、該流管の振動パターンと、
コリオリの力が発生した結果として流管が示す、振動パ
ターンとを示している。上方部分301A、及び、下方部分
301Bを有するパターン301は、ゼロ流量状態に関して、
ドライバ121によって流管104に与えられる振動の運動を
示している。パターン302及び303は、ドライバ121、及
び、発生したコリオリの力の複合効果により発生する、
振動パターンを示している。パターン302は、上方部分3
02A、及び、下方部分302Bを有している。パターン303
は、上方部分303A及び下方部分303Bを有している。発生
したコリオリの力は、流管の撓みの形状を、一連のパタ
ーン303A、302B、303B及び302A..によって表される右側
の範囲の間で変動させる。図３のパターンは、その理解
を容易にするために、誇張した形態で示されている。
図３は、流管104が、ドライバ121によって、その基本
周波数で振動されている時の、該流管の振動パターン
と、コリオリの力が発生した結果として流管が示す、振
動パターンとを示している。上方部分301A、及び、下方
部分301Bを有するパターン301は、ゼロ流量状態に関し
て、ドライバ121によって流管104に与えられる振動の運
動を示している。パターン302及び303は、ドライバ12
1、及び、発生したコリオリの力の複合効果により発生
する、振動パターンを示している。パターン302は、上
方部分302A、及び、下方部分302Bを有している。パター
ン103は、上方部分303A及び下方部分303を有している。
流管の中間点が、該流管の両方の端点によって画成され
る線を横断する時点において、上方の最大撓みから下が
っているのは、要素303Aによって示される、流管の振動
パターンである。同様に、符号303Bは、流管の下方の最
大位置から上方へ向かう行程の間の、振動パターンであ
る。これら２つのパターンは、流れが左側から右側へ生
じていると仮定した場合の、ゼロ線交差における、流管
の振動ピークの最も左側の偏差を示している。同様に、
パターンの要素302A及び302Bは、上方又は下方の最大値
へ向かって横断する間の、中心点ゼロ交差における、流
管の形状を示している。発生したコリオリの力は、流管
の撓みの形状を、パターン303によって示される最も右
側の変位とパターン302によって示される最も左側の変
位との間で変化させる。流管の左側及び右側の半部は、
質量流量の関数として、互いに関して量を変えることに
より、時間遅延される。従って、流れが無い状態におけ
るパターン302に関しては、流れ状態の間に、流管の左
側は、基準平面交差において、パターン302A、302Bの異
なる振幅によって示されるように、右側とは異なる速度
を有する。同様に、パターン要素303A、302Bは、コリオ
リの力によって生ずる、他の偏差極値を示している。上
記異なる速度は、センサのコイルに発生する速度信号の
間に、遅延を生じさせる。図３のパターンは、理解を容
易にするために、誇張した状態で示されている。
周波数で振動されている時の、該流管の振動パターン
と、コリオリの力が発生した結果として流管が示す、振
動パターンとを示している。上方部分301A、及び、下方
部分301Bを有するパターン301は、ゼロ流量状態に関し
て、ドライバ121によって流管104に与えられる振動の運
動を示している。パターン302及び303は、ドライバ12
1、及び、発生したコリオリの力の複合効果により発生
する、振動パターンを示している。パターン302は、上
方部分302A、及び、下方部分302Bを有している。パター
ン103は、上方部分303A及び下方部分303を有している。
流管の中間点が、該流管の両方の端点によって画成され
る線を横断する時点において、上方の最大撓みから下が
っているのは、要素303Aによって示される、流管の振動
パターンである。同様に、符号303Bは、流管の下方の最
大位置から上方へ向かう行程の間の、振動パターンであ
る。これら２つのパターンは、流れが左側から右側へ生
じていると仮定した場合の、ゼロ線交差における、流管
の振動ピークの最も左側の偏差を示している。同様に、
パターンの要素302A及び302Bは、上方又は下方の最大値
へ向かって横断する間の、中心点ゼロ交差における、流
管の形状を示している。発生したコリオリの力は、流管
の撓みの形状を、パターン303によって示される最も右
側の変位とパターン302によって示される最も左側の変
位との間で変化させる。流管の左側及び右側の半部は、
質量流量の関数として、互いに関して量を変えることに
より、時間遅延される。従って、流れが無い状態におけ
るパターン302に関しては、流れ状態の間に、流管の左
側は、基準平面交差において、パターン302A、302Bの異
なる振幅によって示されるように、右側とは異なる速度
を有する。同様に、パターン要素303A、302Bは、コリオ
リの力によって生ずる、他の偏差極値を示している。上
記異なる速度は、センサのコイルに発生する速度信号の
間に、遅延を生じさせる。図３のパターンは、理解を容
易にするために、誇張した状態で示されている。
図１のセンサコイル113B、112Bは、物質が流れている
時に、コリオリの力の影響を受けている流管の速度を検
知し、対応する速度信号を、導線116A、116B及びケーブ
ル123を介して、流量計の電子回路108の検知器回路124
へ送信する。ケーブル123は、ダクトボックス132、及
び、サポート構造105の通路131を通って伸長している。
検知回路124は、ケーブル123から上記信号を受信するこ
とに応答して、信号処理回路126へ情報を出力し、上記
信号処理回路は、導管の中の物質の流れに関連する質量
流量の情報を発生する。要素140は、圧力シールであっ
て、カバー103の中の加圧された雰囲気から、通路131の
中へ、空気が漏れないようにしている。
時に、コリオリの力の影響を受けている流管の速度を検
知し、対応する速度信号を、導線116A、116B及びケーブ
ル123を介して、流量計の電子回路108の検知器回路124
へ送信する。ケーブル123は、ダクトボックス132、及
び、サポート構造105の通路131を通って伸長している。
検知回路124は、ケーブル123から上記信号を受信するこ
とに応答して、信号処理回路126へ情報を出力し、上記
信号処理回路は、導管の中の物質の流れに関連する質量
流量の情報を発生する。要素140は、圧力シールであっ
て、カバー103の中の加圧された雰囲気から、通路131の
中へ、空気が漏れないようにしている。
アクセスカバー133を有するダクトボックス132は、ネ
ジ接続部131によって、流量計のベースフランジ107の底
部に取り付けられており、また、ネジ接続部134によっ
て、ケーブル123を収容するダクトに取り付けられてお
り、上記ケーブルは、ドライバ回路125及び検知器回路1
24まで伸長している。
ジ接続部131によって、流量計のベースフランジ107の底
部に取り付けられており、また、ネジ接続部134によっ
て、ケーブル123を収容するダクトに取り付けられてお
り、上記ケーブルは、ドライバ回路125及び検知器回路1
24まで伸長している。
センサ113B、112Bからの信号116A、116Bは、センサコ
イル112B、113Bが設けられている流管104の部分の瞬間
的な速度を表す。上述のSmithの再発行特許に教示され
ているように、上記センサは、物質が流管を流れる際
に、コリオリの力及びドライバ121の振動運動の複合効
果に起因して、振動する流管の変位によって生ずる流管
上の点の速度を検知するために使用される。管104の対
応する点の互いに関する運動の間の時間差Δｔを表す、
信号116A、116Bが、検知器回路124に与えられ、次に、
導管101の中を流れる物質に関する質量流量の情報を発
生する、信号処理回路126に与えられる。検知器回路10
4、及び信号処理回路126は、流管104を流れる物質の質
量流量に関する情報を発生する。しかしながら、導管10
1の中の物質の部分と流管104を通って流れる部分との間
の関係は、既知であるので、信号処理回路126は、上記
関係を用いて、導管101の中を流れる全物質に関する質
量流量を表す情報を発生して、該情報を導線127に与え
る。
イル112B、113Bが設けられている流管104の部分の瞬間
的な速度を表す。上述のSmithの再発行特許に教示され
ているように、上記センサは、物質が流管を流れる際
に、コリオリの力及びドライバ121の振動運動の複合効
果に起因して、振動する流管の変位によって生ずる流管
上の点の速度を検知するために使用される。管104の対
応する点の互いに関する運動の間の時間差Δｔを表す、
信号116A、116Bが、検知器回路124に与えられ、次に、
導管101の中を流れる物質に関する質量流量の情報を発
生する、信号処理回路126に与えられる。検知器回路10
4、及び信号処理回路126は、流管104を流れる物質の質
量流量に関する情報を発生する。しかしながら、導管10
1の中の物質の部分と流管104を通って流れる部分との間
の関係は、既知であるので、信号処理回路126は、上記
関係を用いて、導管101の中を流れる全物質に関する質
量流量を表す情報を発生して、該情報を導線127に与え
る。
カバー103は、流管104を包囲して、導管101の中を流
れる物質から、流管104を隔離するすなたい絶縁する。
この絶縁は、導管101の中を流れる物質の速度が、流管1
04の外側に直接接触すると、発生するコリオリの力によ
って流管104に与えられる運動に悪影響を与えるような
用途において、必要である。上記コリオリの運動は、意
味のある測定値を得るために、極力大きいのが望まし
く、また、包囲する流体の粘性によって影響されないこ
とが望ましい。流管104のコリオリの運動が、導管101の
中を流れる物質の粘性によって影響を受ける場合には、
そうはならない。カバー103は、導管101の中を流れる物
質から、流管104を絶縁する。
れる物質から、流管104を隔離するすなたい絶縁する。
この絶縁は、導管101の中を流れる物質の速度が、流管1
04の外側に直接接触すると、発生するコリオリの力によ
って流管104に与えられる運動に悪影響を与えるような
用途において、必要である。上記コリオリの運動は、意
味のある測定値を得るために、極力大きいのが望まし
く、また、包囲する流体の粘性によって影響されないこ
とが望ましい。流管104のコリオリの運動が、導管101の
中を流れる物質の粘性によって影響を受ける場合には、
そうはならない。カバー103は、導管101の中を流れる物
質から、流管104を絶縁する。
カバー103は、圧力調節器109によって加圧され、該圧
力調節器の出力は、圧力平衡化管110を介して、流管104
の外側とカバー103の内側面との空間を含む空所に接続
されている。圧力平衡化管110は、圧力調節器109の出力
口から、サポート構造105を通って、図１において上方
へ伸長し、流管104の外側を包囲する空間に至ってい
る。圧力調節器109には、センサ111から、パス115を介
して、導管101の中を流れる物質の圧力に関する情報が
供給される。圧力調節器109は、上記圧力情報をセンサ1
11から受け取り、出力圧力を圧力平衡化管110に与え、
該圧力平衡化管は、カバー03の内側面を加圧する。これ
により、流管104の外側を包囲するベースは、導管101の
中を流れる物質の圧力と同じ圧力になる。導管101の中
を流れる物質の一部はまた、同じ圧力で、流管104を通
って流れるので、流管104の内壁及び外壁は、本質的に
同じ圧力になり、従って、流管104の内壁及び外壁の間
には、ほぼゼロの圧力差が存在する。
力調節器の出力は、圧力平衡化管110を介して、流管104
の外側とカバー103の内側面との空間を含む空所に接続
されている。圧力平衡化管110は、圧力調節器109の出力
口から、サポート構造105を通って、図１において上方
へ伸長し、流管104の外側を包囲する空間に至ってい
る。圧力調節器109には、センサ111から、パス115を介
して、導管101の中を流れる物質の圧力に関する情報が
供給される。圧力調節器109は、上記圧力情報をセンサ1
11から受け取り、出力圧力を圧力平衡化管110に与え、
該圧力平衡化管は、カバー03の内側面を加圧する。これ
により、流管104の外側を包囲するベースは、導管101の
中を流れる物質の圧力と同じ圧力になる。導管101の中
を流れる物質の一部はまた、同じ圧力で、流管104を通
って流れるので、流管104の内壁及び外壁は、本質的に
同じ圧力になり、従って、流管104の内壁及び外壁の間
には、ほぼゼロの圧力差が存在する。
カバー03は、流管104が、干渉を受けることなく、ま
た、導管101の中を流れる物質の粘性によって影響され
ることなく、横方向に振動することができるような、形
状及び寸法を有している。流管104の内壁と外壁との間
には、ゼロの圧力差が存在するので、該流管は、比較的
薄い材料から形成することができ、従って、測定感度を
向上させることができる。
た、導管101の中を流れる物質の粘性によって影響され
ることなく、横方向に振動することができるような、形
状及び寸法を有している。流管104の内壁と外壁との間
には、ゼロの圧力差が存在するので、該流管は、比較的
薄い材料から形成することができ、従って、測定感度を
向上させることができる。
必要に応じて、流量計の上流側の導管の中に、粒子濾
過スクリーン102を設け、損傷を与える恐れのある粒子
を流動物質から取り除くことができる。
過スクリーン102を設け、損傷を与える恐れのある粒子
を流動物質から取り除くことができる。
流量計の電子回路108の詳細は、そのような詳細が本
発明の一部を構成するものではないので、示していな
い。必要であれば、流量計の電子回路108は、本発明の
譲受人に譲渡された1989年11月14日の米国特許第4,879,
911号（Michael J.Zolock）の図１、図２及び図３に詳
細に示されている、質量流量電子回路要素20を備えるこ
とができる。Zolockの温度情報は、図１の検知器回路12
4まで伸長するパス195を介して、温度センサ140によっ
て与えられる。
発明の一部を構成するものではないので、示していな
い。必要であれば、流量計の電子回路108は、本発明の
譲受人に譲渡された1989年11月14日の米国特許第4,879,
911号（Michael J.Zolock）の図１、図２及び図３に詳
細に示されている、質量流量電子回路要素20を備えるこ
とができる。Zolockの温度情報は、図１の検知器回路12
4まで伸長するパス195を介して、温度センサ140によっ
て与えられる。
図４及び図５ 図４及び図５は、気体等の如き低密度及び低粘度を有
する物質の質量流量の測定を含む用途に適した、本発明
の代替的な例の好ましい実施例を示している。この実施
例は、幾つかの例外を除いて、図１の実施例に類似して
いる。図４及び図５の実施例は、導管401の一部として
描かれており、該導管401の内側には、質量流量計400が
挿入されている。この導管の一部は、供給導管（図示せ
ず）の適宜な部分と組み合わせることができる。図１と
同様に、流管404が、導管401を通って流れる物質の中に
設けられている。流管404の中心は、流量計のサポート
構造405に取り付けられた、磁気歪ドライバ418によって
支持されている。磁気歪ドライバ418は、流管404を支持
することに加えて、流管404の中間点を、その固有共鳴
周波数で、横方向に振動させる。流管の両端部は、励起
力によって発生される振動のために、上方及び下方に自
由に振動する。
する物質の質量流量の測定を含む用途に適した、本発明
の代替的な例の好ましい実施例を示している。この実施
例は、幾つかの例外を除いて、図１の実施例に類似して
いる。図４及び図５の実施例は、導管401の一部として
描かれており、該導管401の内側には、質量流量計400が
挿入されている。この導管の一部は、供給導管（図示せ
ず）の適宜な部分と組み合わせることができる。図１と
同様に、流管404が、導管401を通って流れる物質の中に
設けられている。流管404の中心は、流量計のサポート
構造405に取り付けられた、磁気歪ドライバ418によって
支持されている。磁気歪ドライバ418は、流管404を支持
することに加えて、流管404の中間点を、その固有共鳴
周波数で、横方向に振動させる。流管の両端部は、励起
力によって発生される振動のために、上方及び下方に自
由に振動する。
磁石112A,113Aが、流管404の各々の端部に取り付けら
れている。各々の磁石の下で、流量計のサポート構造41
9、420に取り付けられているのは、センサコイル113B、
112Bである。流管404の両端部は、磁気歪ドライバ414に
よって与えられる力のために、上下方向に振動する。セ
ンサコイル113B、112Bは、磁石112A,113Aの速度が、振
動力及びコリオリの力によって、変化するので、磁石11
2A、113Aの速度を検知し、該速度に比例する電圧信号を
発生する。流管の通常の（ゼロ流量）振動は、磁気歪ド
ライバ418によってのみ与えられる力によって、荷重の
作用の下で撓む梁と同様である。流管の中で物質が流れ
ると、発生したコリオリの力が、振動する流管の中の質
量流量に比例する撓みの間のタイミング関係を変える。
これは、図８において、誇張した状態で示されている。
図３と実質的に同じように、図示の形状は、流管404の
中に流れがあるかあるいはない場合に、基準面が交差す
る時のその上下方向の運動の形状を示している。
れている。各々の磁石の下で、流量計のサポート構造41
9、420に取り付けられているのは、センサコイル113B、
112Bである。流管404の両端部は、磁気歪ドライバ414に
よって与えられる力のために、上下方向に振動する。セ
ンサコイル113B、112Bは、磁石112A,113Aの速度が、振
動力及びコリオリの力によって、変化するので、磁石11
2A、113Aの速度を検知し、該速度に比例する電圧信号を
発生する。流管の通常の（ゼロ流量）振動は、磁気歪ド
ライバ418によってのみ与えられる力によって、荷重の
作用の下で撓む梁と同様である。流管の中で物質が流れ
ると、発生したコリオリの力が、振動する流管の中の質
量流量に比例する撓みの間のタイミング関係を変える。
これは、図８において、誇張した状態で示されている。
図３と実質的に同じように、図示の形状は、流管404の
中に流れがあるかあるいはない場合に、基準面が交差す
る時のその上下方向の運動の形状を示している。
図４の実施例においては、導管401の中を流れる物質
（気体又は液体）の粘性が低いので、図１のカバー10
3、及び、これに関連する圧力平衡化装置を設ける必要
はない。低粘度の物質は、流管の振動に大きな影響を与
えず、従って、流管のカバーは必要とされない。流管の
内壁及び外壁に作用する圧力は、必然的に等しい。これ
により、薄い壁部を有する流管404、並びに、低い励起
力を使用することが可能となる。
（気体又は液体）の粘性が低いので、図１のカバー10
3、及び、これに関連する圧力平衡化装置を設ける必要
はない。低粘度の物質は、流管の振動に大きな影響を与
えず、従って、流管のカバーは必要とされない。流管の
内壁及び外壁に作用する圧力は、必然的に等しい。これ
により、薄い壁部を有する流管404、並びに、低い励起
力を使用することが可能となる。
ドライバ回路425、検知器回路424、及び、処理回路42
6は、これら回路に対応する図１のそれぞれの回路と同
様に作用して、流管404を励起すると共に、コリオリの
運動を測定し、導管401の中の質量流量に関する情報を
発生する。要素440は、圧力シールであり、加圧された
流体が、導管401から通路441へ流れるのを防止してい
る。
6は、これら回路に対応する図１のそれぞれの回路と同
様に作用して、流管404を励起すると共に、コリオリの
運動を測定し、導管401の中の質量流量に関する情報を
発生する。要素440は、圧力シールであり、加圧された
流体が、導管401から通路441へ流れるのを防止してい
る。
図８ 図８は、ドライバ414によって、その基本共鳴周波数
で励起される流管404の振動パターン、並びに、コリオ
リの力が発生した結果として、流管が示す振動パターン
を誇張して示している。パターン802は、上方部分802A
と、下方部分802Bとを有している。パターン803は、上
方部分803Aと、下方部分83Bとを有している。流管が上
方から下方へ移動する間に、該流管の中心が、その運動
の中心にある時に、流管は、803Aによって表される振動
パターンを有する。803Bは、流管が下方位置から上方へ
移動する間の、振動パターンである。これは、流れが左
側から右側へ生じていると仮定すると、流管の振動ピー
クの最も右側の偏差を示している。同様に、パターンの
要素802A、802Bは、上方の最大値又は下方の最大値へ向
かって移動する間の、流管の形状を表している。励起さ
れた振動及び発生したコリオリの力の組み合わせが、パ
ターン803によって表される最も右側の行程とパターン8
02によって示される最も左側の行程との間で変化する際
の、任意の点における流管の撓みの形状を生じさせる。
これらパターンで示されるように、流管の左側及び右側
の端部は、コリオリの力によって、基準面からの互いの
変化する量だけ、時間遅延される。従って、無流量状態
を示すパターン802とは反対に、流量状態の間には、流
管の左側の端部の速度は、パターン802A、802Bの形状で
示されるように、右側の端部の速度とは異なる。パター
ン要素802A、802Bは、振動サイクルの残りの半分の間
に、コリオリの力によって生ずる他方の偏差の極限値を
表している。コリオリの力は、パターン802A、802B、及
び、803A、803Bで示すように、流管の両端部の速度の間
の時間遅れを生じさせる。その速度差は、コイル112B、
113Bの出力信号の間の時間遅れによって表される。上記
信号は、図１に示すのと同じ態様で、検知器回路424へ
送られる。
で励起される流管404の振動パターン、並びに、コリオ
リの力が発生した結果として、流管が示す振動パターン
を誇張して示している。パターン802は、上方部分802A
と、下方部分802Bとを有している。パターン803は、上
方部分803Aと、下方部分83Bとを有している。流管が上
方から下方へ移動する間に、該流管の中心が、その運動
の中心にある時に、流管は、803Aによって表される振動
パターンを有する。803Bは、流管が下方位置から上方へ
移動する間の、振動パターンである。これは、流れが左
側から右側へ生じていると仮定すると、流管の振動ピー
クの最も右側の偏差を示している。同様に、パターンの
要素802A、802Bは、上方の最大値又は下方の最大値へ向
かって移動する間の、流管の形状を表している。励起さ
れた振動及び発生したコリオリの力の組み合わせが、パ
ターン803によって表される最も右側の行程とパターン8
02によって示される最も左側の行程との間で変化する際
の、任意の点における流管の撓みの形状を生じさせる。
これらパターンで示されるように、流管の左側及び右側
の端部は、コリオリの力によって、基準面からの互いの
変化する量だけ、時間遅延される。従って、無流量状態
を示すパターン802とは反対に、流量状態の間には、流
管の左側の端部の速度は、パターン802A、802Bの形状で
示されるように、右側の端部の速度とは異なる。パター
ン要素802A、802Bは、振動サイクルの残りの半分の間
に、コリオリの力によって生ずる他方の偏差の極限値を
表している。コリオリの力は、パターン802A、802B、及
び、803A、803Bで示すように、流管の両端部の速度の間
の時間遅れを生じさせる。その速度差は、コイル112B、
113Bの出力信号の間の時間遅れによって表される。上記
信号は、図１に示すのと同じ態様で、検知器回路424へ
送られる。
図６は、本発明の一実施例を示しており、この実施例
においては、導管601が、該導管の残りの部分に比較し
て増大した直径を有する中間部分を備えている。上記中
間部分の側部は、半円形状であって、該導管601の中に
位置する流管604を包囲する半円形のカバー603に合致し
ている。導管601、流管カバー603、及び、流管604は、
大部分の点に関して、導管101、カバー103、及び、流管
104にそれぞれ類似している。カバー603の頂面及び底面
の形状は、半円形である。導管601の中央部分の直径
は、該導管の残りの部分の直径よりも若干大きく、流管
カバー603の半円形の形状に合致するように、半円形の
形状を有している。導管601の上記拡大された部分は、
流管カバー603の周囲で導管601を通る物質の流れを容易
にする。この大きな直径の部分は、該導管の直径が一定
である場合に比較して、流管カバー603の周囲に、抵抗
の少ない流通路を形成する。直径が増大した上記領域
は、カバー603によってもたらされる物質の流れ抵抗を
補償する。これにより、導管601の中の流体の流れは、
物質の流れが流管カバー503の周囲で分流される流管の
部分で、層流になる。
においては、導管601が、該導管の残りの部分に比較し
て増大した直径を有する中間部分を備えている。上記中
間部分の側部は、半円形状であって、該導管601の中に
位置する流管604を包囲する半円形のカバー603に合致し
ている。導管601、流管カバー603、及び、流管604は、
大部分の点に関して、導管101、カバー103、及び、流管
104にそれぞれ類似している。カバー603の頂面及び底面
の形状は、半円形である。導管601の中央部分の直径
は、該導管の残りの部分の直径よりも若干大きく、流管
カバー603の半円形の形状に合致するように、半円形の
形状を有している。導管601の上記拡大された部分は、
流管カバー603の周囲で導管601を通る物質の流れを容易
にする。この大きな直径の部分は、該導管の直径が一定
である場合に比較して、流管カバー603の周囲に、抵抗
の少ない流通路を形成する。直径が増大した上記領域
は、カバー603によってもたらされる物質の流れ抵抗を
補償する。これにより、導管601の中の流体の流れは、
物質の流れが流管カバー503の周囲で分流される流管の
部分で、層流になる。
図７は、その左側の端部に漏斗状の開口701を有する
流管704を示している。流管704は、図１の導管101の如
き流れ導管の中に設けることができる。漏斗状の端部70
1を設ける目的は、導管101又は601の如き大きな導管の
中に管704を設けた時に、物質の流れの量、従って、該
管を通る流速を増大させることである。漏斗状の部分の
右側の破線は、図６の膜の如き、カバー膜を示してい
る。流管704は、必要に応じて、増大した直径を有する
中央部分を備えた、符号601の如き導管の中に設けるこ
とができ、これにより、流管704の側部の周囲に、物質
の層流を維持することができる。端部701によってもた
らされる増大した流速は、コリオリの力に対する流管の
感度を増大させる。
流管704を示している。流管704は、図１の導管101の如
き流れ導管の中に設けることができる。漏斗状の端部70
1を設ける目的は、導管101又は601の如き大きな導管の
中に管704を設けた時に、物質の流れの量、従って、該
管を通る流速を増大させることである。漏斗状の部分の
右側の破線は、図６の膜の如き、カバー膜を示してい
る。流管704は、必要に応じて、増大した直径を有する
中央部分を備えた、符号601の如き導管の中に設けるこ
とができ、これにより、流管704の側部の周囲に、物質
の層流を維持することができる。端部701によってもた
らされる増大した流速は、コリオリの力に対する流管の
感度を増大させる。
請求の範囲に記載される本発明は、上記好ましい実施
例の記載に限定されるべきものではなく、本発明の範囲
及び概念の範疇を他の変更及び変形を包含するものであ
ることは、明確に理解されよう。従って、検知器112、1
13は、光学式、位置式、加速度式、又は、速度式を含
む、適宜なタイプのものとすることができる。ドライバ
121は、適宜な電磁型のものとすることができる。
例の記載に限定されるべきものではなく、本発明の範囲
及び概念の範疇を他の変更及び変形を包含するものであ
ることは、明確に理解されよう。従って、検知器112、1
13は、光学式、位置式、加速度式、又は、速度式を含
む、適宜なタイプのものとすることができる。ドライバ
121は、適宜な電磁型のものとすることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 英国公開2071848（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01F 1/84
Claims (18)
- 【請求項１】導管の中を流れる物質に関する質量流量情
報を誘導するための装置であって、 静止型の導管（101）であって、当該静止型の導管の静
止型の長手方向の軸線に対して実質的に平行な方向に、
物質を流すための、静止型の導管と、 前記静止型の導管の中で該静止型の導管に対して実質的
に平行に設けられる流管（104）とを備え、 前記流管は、前記静止型の導管の直径よりも、少なくと
も数倍だけ十分に小さな直径を有しており、当該装置が
更に、 前記流管（104）を前記静止型の導管の中に位置決め
し、前記流管の長手方向の軸線を、前記静止型の導管の
前記静止型の長手方向の軸線に対して実質的に平行に固
定し、前記静止型の導管を通る前記物質の流れの体積よ
りも十分に小さな体積の前記物質の流れが、前記流管を
流れるようにし、また、前記静止型の導管の中の物質の
流れの速度が、前記流管の中の物質の流れの速度に実質
的に等しくなるようにする手段（119、120、418）と、 前記流管を、前記静止型の導管の静止型の長手方向の軸
線に関して、前記物質がその中を流れている前記流管の
共鳴周波数で、横方向に振動させる励起手段（121A、12
1B）と、 前記流管が、前記励起手段によって、前記静止型の導管
の前記静止型の長手方向の軸線に関して、横方向に振動
される際に、前記流管を通る前記物質の流れから生じて
前記流管に作用するコリオリの力によって生ずる前記流
管の横方向の撓み運動を検知するためのセンサ手段（11
3A、113B、112A、112B）と、 信号処理手段（126）と、 前記センサ手段から前記信号処理手段へ出力信号を与
え、前記静止型の導管全体を通る前記物質の流れに関す
る質量流量情報（127）を発生する手段（116A、116B）
とを備えることを特徴とする装置。 - 【請求項２】請求項１の装置において、 前記導管及び前記流管が、実質的に直線的であり、 前記励起手段のみが、前記流管の長手方向の中心に取り
付けられていることを特徴とする装置。 - 【請求項３】請求項１の装置において、前記流管の外側
面が、前記導管を通って流れる物質に接触し、これによ
り、前記流管が、該流管の内側面及び外側面の両方の物
質の流れによって生ずるコリオリの力に応答することを
可能とすることを特徴とする装置。 - 【請求項４】請求項１の装置において、前記センサ手段
が、 前記流管の第１の端部付近に設けられる第１のセンサ
（113A、113B）と、 前記流管の第２の端部付近に設けられる第２のセンサ
（112A、112B）とを備え、 前記出力信号を与えるための手段は、前記第１及び第２
のセンサの各々から前記信号処理手段（126）へ別個の
信号（116A、116B）を与える手段を備え、前記別個の信
号が、前記発生したコリオリの力から生ずる前記流管の
部分の横方向の運動を表し、 前記信号処理手段は、前記別個の信号が与えられること
に応答して、前記質量流量情報（127）を誘導すること
ができることを特徴とする装置。 - 【請求項５】請求項１の装置において、当該装置が更
に、 前記流管（104）を包囲して前記流管の外側面を前記導
管の中の物質から隔離し、これにより、前記流管の横方
向の運動が、前記流管の外側の前記導管の中の物質の粘
性により影響を受けないようにする、カバー（103）を
備え、 当該装置が更に、圧力制御手段を備え、該圧力制御装置
が、 前記導管の中を流れる前記物質の圧力を検知するための
手段（111）と、 前記カバー（103）の内側面と前記流管（104）の外側面
との間に空気スペースを維持し、該空気スペースが、前
記導管の中を流れる前記物質の圧力に実質的に等しい圧
力を有するようにする、手段（109）とを備えることを
特徴とする装置。 - 【請求項６】請求項５の装置において、 前記励起手段（121A、121B）が、前記流管の中間部分に
接続されており、 当該装置が更に、前記流管の第１の端部及び第２の端部
に接続されて、前記流管の流体の横方向の運動を禁止す
る、サポート手段（119、120）を備えており、 前記センサ手段が、前記励起手段と前記サポート手段と
の間で各々接続されている、第１及び第２のセンサ（11
3A、113B）を備えることを特徴とする装置。 - 【請求項７】請求項６の装置において、前記導管が、Ｔ
型のパイプ部分（122）を備え、また、当該装置が更
に、 前記カバー、前記流管、前記励起手段、前記センサ手
段、及び、前記サポート手段を、前記物質が流れる前記
導管の開口に対して直交する前記Ｔ型のパイプ部分の開
口を介して、前記導管の中へ挿入するための手段を備え
ることを特徴とする装置。 - 【請求項８】請求項５の装置において、前記流管が、楕
円形状（図６）を有しており、前記カバーに隣接する前
記導管の表面部分が、合致する楕円形状（図６）を有し
ており、これにより、前記カバー（103）の楕円形状に
よって生ずる流れプロフィールの乱れを吸収する、流れ
プロフィールの変更をもたらすことを特徴とする装置。 - 【請求項９】請求項１の装置において、前記流管の入口
端に接続される漏斗手段（図７）を備え、該漏斗手段
が、前記導管の中の前記流管によって生ずる流れプロフ
ィールの乱れを吸収する、流れプロフィールの変更を行
うことを特徴とする装置。 - 【請求項１０】静止型の導管（101）の中で、該静止型
の導管の静止型の長手方向の軸線に対して平行な方向に
流れる物質に関する質量流量情報（127）を誘導するた
めの方法であって、 前記静止型の導管の中で、該静止型の導管に対して実質
的に平行に設けられた流管を備え、 前記流管は、前記静止型の導管の直径よりも、少なくと
も数倍だけ十分に小さな直径を有しており、 当該方法が、 前記流管（104）を前記静止型の導管（101）の中に設
け、前記流管の長手方向の軸線を、前記静止型の導管の
前記静止型の長手方向の軸線に対して実質的に平行に固
定し、これにより、前記静止型の導管を通る前記物質の
体積流量よりも実質的に小さな体積流量の前記物質が前
記流管を通るようにし、また、前記静止型の導管の中の
前記物質の流れの速度が、前記流管の中の前記物質の流
れの速度に実質的に等しくなるようにする工程と、 前記流管に関連して漏れる励起手段（121A、121B）を作
動させて、前記流管に横方向の振動運動を与える工程と
を備え、 前記流管の振動運動は、前記静止型の導管の前記長手方
向の軸線を横切る方向において、前記流管、及び、該流
管の中の前記物質の共鳴周波数で生じ、更に、 前記流管のセンサ手段（112A、112B、113A、113B）を作
動させて、前記流管が、前記励起手段によって、前記静
止型の導管の前記静止型の長手方向の軸線を横切る方向
に振動される際に、前記流管を通る前記物質の流れによ
り生じて前記流管に作用するコリオリの力によって生ず
る、前記流管の撓み運動を検知する工程と、 前記センサ手段から前記信号処理手段（126）へ出力信
号（116A、116B）を与えて、前記導管全体を通る前記物
質の流れに関連する質量流量情報（127）を発生させる
工程とを備えることを特徴とする方法。 - 【請求項１１】請求項10の方法において、 前記導管及び前記流管が、実質的に直線的であり、 前記励起手段のみが、前記流管の長手方向の中心に取り
付けられていることを特徴とする方法。 - 【請求項１２】請求項10の方法において、前記流管が、
前記導管の中に設けられて、前記流管の外側が、前記導
管を通って流れる物質に接触し、これにより、前記流管
が、該流管の内側面及び外側面の両方に作用する前記物
質の流れによって発生するコリオリの力に応答すること
ができることを特徴とする方法。 - 【請求項１３】請求項10の方法において、前記センサ手
段が、 前記流管の一端部付近に設けられた第１のセンサ（112
A、112B）と、 前記流管の第２の端部付近に設けられた第２のセンサ
（113A、113B）とを備えており、 当該方法が更に、前記第１及び第２のセンサの各々から
前記信号処理手段（120）へ別個の信号（116A、116B）
を与える工程を備え、前記別個の信号が、前記発生した
コリオリの力から生ずる前記流管の一部の横方向の運動
を表し、 前記信号処理手段は、前記別個の信号が与えられること
に応答して、前記質量流量情報（127）を誘導すること
を特徴とする方法。 - 【請求項１４】請求項10の方法において、当該方法が更
に、 前記流管をカバー（103）で包囲して、前記流管の外側
面を前記導管の中の物質から隔離し、これにより前記流
管の横方向の運動が、前記導管の中の前記流管の外側の
前記物質の粘性によって影響を受けないようにする工程
と、 前記導管の中を流れる前記物質の圧力を検知する（11
1）工程と、 前記カバー（103）と前記流管（104）の外側面との間に
空気スペースを維持し、該空気スペースが、前記導管の
中を流れる前記物質の圧力と実質的に等しい圧力を有す
るようにする工程とを備えることを特徴とする方法。 - 【請求項１５】請求項14の方法において、 前記励起手段（112A、112B）が、前記流管の中間部分に
接続され、 前記サポート手段（119、120）が、前記流管の第１及び
第２の端部に接続されて、前記流管の前記両端部の横方
向の運動を禁止し、 前記センサ手段が、前記励起手段と前記サポート手段と
の間に各々接続されている、第１のセンサ（112A、112
B）及び第２のセンサ（113A、113B）を備えることを特
徴とする方法。 - 【請求項１６】請求項15の方法において、前記導管が、
Ｔ型のパイプ部分を有しており、当該方法が更に、 前記カバー、前記流管、前記励起手段、前記センサ手
段、及び、前記サポート手段を、前記物質が流れる前記
導管の間隔に対して直交する前記導管の開口を介して、
前記導管の中へ挿入する工程を備えることを特徴とする
方法。 - 【請求項１７】請求項I4の方法において、前記カバー
が、楕円形状（図６）を有しており、また、前記カバー
に隣接する前記導管の表面部分が、合致する楕円形状を
有しており、これにより、前記膜の楕円形状によって生
ずる流れプロフィールの乱れを吸収する流れプロフィー
ルの変更が行われることを特徴とする方法。 - 【請求項１８】請求項10の方法において、漏斗手段（図
７）を前記流管の入口端に接続し、前記導管の中の前記
流管によって生ずる流れプロフィールの乱れを吸収する
流れプロフィールの変更を行うことを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/008,773 US5347874A (en) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | In-flow coriolis effect mass flowmeter |
| US8,773 | 1993-01-25 | ||
| US08/008,773 | 1993-01-25 | ||
| PCT/US1994/000707 WO1994017375A1 (en) | 1993-01-25 | 1994-01-18 | In-flow coriolis effect mass flowmeter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08505698A JPH08505698A (ja) | 1996-06-18 |
| JP2871096B2 true JP2871096B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=21733589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6510418A Expired - Fee Related JP2871096B2 (ja) | 1993-01-25 | 1994-01-18 | 流入型のコリオリ効果質量流量計 |
Country Status (11)
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|---|---|
| US (1) | US5347874A (ja) |
| EP (1) | EP0680602B1 (ja) |
| JP (1) | JP2871096B2 (ja) |
| CN (1) | CN1040248C (ja) |
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| AU (1) | AU6031494A (ja) |
| CA (1) | CA2154672C (ja) |
| DE (1) | DE69411886T2 (ja) |
| HK (1) | HK1010410A1 (ja) |
| RU (1) | RU2146357C1 (ja) |
| WO (1) | WO1994017375A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO1996008697A2 (en) * | 1994-09-08 | 1996-03-21 | Smith Meter Inc. | Mass flowmeter and conduit assembly |
| KR100328273B1 (ko) * | 1996-01-17 | 2002-09-26 | 마이크로 모우션, 인코포레이티드 | 도관내의물질유동측정장치및방법 |
| US5661232A (en) * | 1996-03-06 | 1997-08-26 | Micro Motion, Inc. | Coriolis viscometer using parallel connected Coriolis mass flowmeters |
| US5734112A (en) * | 1996-08-14 | 1998-03-31 | Micro Motion, Inc. | Method and apparatus for measuring pressure in a coriolis mass flowmeter |
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